Intelligent Physical Layer Authentication Based on Complex-Valued Neural Networks: Defending Against Pilot Contamination and Clone Attacks

计算机科学 自编码 不可用 物理层 认证(法律) 特征提取 深度学习 人工智能 人工神经网络 报文认证码 实时计算 假警报 稳健性(进化) 机器学习 数据挖掘 应用层 信息物理系统 计算机网络 特征向量 克隆(Java方法) 特征(语言学) 计算机安全 图层(电子) 编码(集合论) 模式识别(心理学) 可靠性 钥匙(锁) 频道(广播)
作者
Xinyuan Zeng,Chao Wang,Zan Li,Liang Jin,Derrick Wing Kwan Ng,Dusit Tao Niyato,Kyeong Jin Kim,Naofal Al‐Dhahir
出处
期刊:IEEE Transactions on Wireless Communications [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:25: 14486-14502 被引量:1
标识
DOI:10.1109/twc.2026.3677134
摘要

We propose an innovative physical layer authentication method, leveraging deep learning to robustly safeguard millimeter wave communications against pilot contamination and clone attacks. Unlike traditional upper-layer authentication mechanisms, our method capitalizes on the spatial-temporal characteristics of millimeter wave channels to extract unique fingerprints, thus establishing a lightweight channel-based authentication technique. Existing methods largely overlook pilot contamination attacks, which may severely degrade the performance of physical layer authentication. Furthermore, traditional threshold-based methods struggle to differentiate between multiple nodes, while supervised learning-based methods are practically constrained due to the unavailability of attackers’ instantaneous channel state information. Moreover, traditional real-valued deep neural networks are inefficient in utilizing the phase information of complex-valued channels, rendering them inadequate for designing practical physical layer authentication schemes. To address these challenges, we propose an autoencoder, empowered by an alternating direction method of multipliers, which can detect and mitigate pilot contamination attacks by exploiting the inherent sparsity of channels. Subsequently, we design a weighted loss function to optimize the proposed classifiable autoencoder to strike an effective balance between detecting clone attacks and authenticating multiple nodes. Finally, to further enhance feature extraction from complex-valued channels, we customize a complex-valued classifiable autoencoder incorporating an innovative complex-valued long short-term memory module. Our simulation results unveil that the proposed method significantly outperforms existing approaches in maintaining high authentication accuracy even under pilot contamination, achieving a desirable trade-off between false alarm and detection rates. Additionally, our proposed complex-valued neural networks further enhance the accuracy of clone attack detection and multiple legitimate nodes authentication.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
诸觅风完成签到,获得积分10
刚刚
向阳而生发布了新的文献求助10
刚刚
今后的应助被LVMIN采纳,获得10
1秒前
WTF发布了新的文献求助10
1秒前
斑比发布了新的文献求助10
1秒前
syl发布了新的文献求助10
1秒前
胡一一完成签到,获得积分10
2秒前
Lsy发布了新的文献求助10
2秒前
罗栀完成签到,获得积分10
3秒前
小汁儿发布了新的文献求助10
3秒前
吉666完成签到,获得积分10
3秒前
星辰大海的应助被12采纳,获得10
3秒前
4秒前
11完成签到 ,获得积分10
4秒前
慕青的应助被健忘的芳采纳,获得10
5秒前
赵22222222发布了新的文献求助10
5秒前
琅琅完成签到,获得积分20
5秒前
科研通AI6.4的应助被wy采纳,获得10
5秒前
jijiu驳回了月月的应助
5秒前
DMFine发布了新的文献求助10
5秒前
碧蓝黎云完成签到,获得积分10
6秒前
大模型的应助被无限雪巧2采纳,获得10
6秒前
藜誌完成签到,获得积分10
7秒前
yan完成签到,获得积分10
7秒前
田様的应助被乘11采纳,获得10
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
Yonw完成签到 ,获得积分10
9秒前
carrie117发布了新的文献求助10
9秒前
mu发布了新的文献求助10
9秒前
大个的应助被五五采纳,获得10
9秒前
12完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
啦啦啦啦啦完成签到,获得积分10
10秒前
yyyy发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
刘超D完成签到,获得积分10
11秒前
小汁儿完成签到,获得积分10
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 14 Volume Set, 2nd Edition(本书共14册,本求助8volume-14volume共7册,独立harcover版本,非网络版本e-EROS 版,不能网络版转化PDF或提取PDF) 2000
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 1000
Электротехническая система магнитожидкостной герметизации валов регулируемых электродвигателей 800
日本語と中国語及びチベット・ビルマ語の語源関連性に関する分析 800
Practical Manual of Forensic Psychophysiology: Methodology, Execution, and Fields of Application 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre 666
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 内科学 复合材料 催化作用 心理学 人工智能 细胞生物学 光电子学 无机化学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7963285
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9433247
关于积分的说明 21021871
捐赠科研通 7541119
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3371302
关于科研通互助平台的介绍 2506948
邀请新用户注册赠送积分活动 2403867